(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料（１）を検査する方法であって、
該試料（１）を、回転軸周りで回転可能かつ移動可能に支持し、
第１の照射装置によって、実質的に平面状であり回転軸に実質的に平行な光シートで該試料（１）を照射し、零でない角度、好ましくは直角で該光シートの平面に交わる光軸を有する結像対物レンズ（７）によって、該試料から出射される光を検知装置上に断面画像として結像させ、
該試料（１）の複数の断面画像を撮影し、少なくとも該断面画像の一部について、撮影の合間に該試料（１）の回転および移動のうちの少なくとも一方を行い、
撮影された該断面画像を位置合わせし、該試料（１）の立体的画像データの第１のデータ群に融合する方法において、
第２の照射装置によって、回転軸に実質的に垂直な透過光中で該試料（１）を照射し、該結像対物レンズ（７）が、少なくとも該試料（１）の一部をほぼ中央で陰影画像として該検知装置に投影し、
該試料（１）の複数の陰影画像を撮影し、少なくとも該陰影画像の一部について、撮影の合間に該試料（１）の回転および移動のうちの少なくとも一方を行い、
撮影された該陰影画像から、逆投影アルゴリズムを用いて、該試料（１）の立体的画像データの第２のデータ群を構築し、
前記第１および第２のデータ群を、位置合わせアルゴリズムを用いて、立体画像データの１つの共通のデータ群に融合することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２の照射装置が、前記試料（１）を面状に照射することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の照射装置が、前記試料（１）を共焦点で点状に照射し、前記試料（１）を１点ごとに走査することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
試料（１）を検査するための光学装置であって、
該試料（１）を収容する試料支持具（２）を備え、該試料（１）および該試料支持具（２）のうちの少なくとも一方が、回転軸周りで回転可能かつ移動可能に設置され、光学装置がさらに、
第１の照射光源（３）および第１の照射光路を有する、光シートで該試料（１）を照射するための第１の照射装置と、
該試料（１）から出射される光を検知するための検知装置と、
結像光路中の結像対物レンズ（７）により、該試料（１）を少なくとも部分的に該検知装置上に結像させる結像光学系とを備え、該第１の照射装置によって該試料（１）を照射することで、検知される光を断面画像として検知し、
該光シートが、該結像対物レンズ（７）の焦点で実質的に平面状であり、該結像対物レンズ（７）が、零でない角度、好ましくは直角で該光シートの平面に交わる光軸を有し、光学装置がさらに、
制御ユニット（１０）と、解析ユニット（１１）とを備え、該制御ユニット（１０）が、該試料（１）の複数の断面画像を撮影でき、撮影の合間に該試料（１）の回転および移動のうちの少なくとも一方が行われるように制御するように構成され、
該解析ユニット（１１）が、撮影された断面画像を位置合わせして、立体的画像データの第１のデータ群に融合するように構成された光学装置において、
該光シートの平面に実質的に垂直であり、かつ回転軸に実質的に垂直である透過光中で該試料（１）を照射するための第２の照射光路を有する第２の照射装置を備え、該第２の照射装置と該結像対物レンズ（７）とが、少なくとも該試料（１）の一部をほぼ中央で陰影画像として該検知装置に投影するように相互に調整されており、
該制御ユニット（１０）が、該試料（１）の複数の陰影画像が撮影され、該陰影画像の少なくとも一部について、撮影の合間に該試料（１）が回転または移動されるように制御するように構成され、
該解析ユニット（１１）で、逆投影アルゴリズムが実施され、該逆投影アルゴリズムにより、撮影された陰影画像から該試料（１）の立体的画像データの第２のデータ群を構築でき、
前記解析ユニット（１１）において、位置合わせアルゴリズムが実施され、該位置合わせアルゴリズムにより、前記第１および前記第２のデータ群を、立体的画像データの１つの共通のデータ群に融合することができることを特徴とする装置。
【請求項５】
前記第２の照射光路内に、第２の照射光源（１４）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記第２の照射光源（１４）が、点光源（１７）として構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記点光源（１７）によって前記試料（１）を格子状に走査する手段が設けられることを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
【請求項８】
前記第２の照射光源（１４）が、面状に照射するように構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の光学装置。
【請求項９】
前記第２の照射光源（１４）が、白色ＬＥＤのアレイとして構成されていることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記結像対物レンズ（７）が、瞳面に、好ましくは回転絞り板またはアイリス絞り（１６）を含む焦点深度を調節する手段を有することを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の検査のための方法に関し、この方法によれば、試料は、回転軸周りで回転可能かつ移動可能に設置される。この試料は、第１の照射装置によって、実質的に平面状であり回転軸に実質的に平行な光シートで照射され、零でない角度、好ましくは直角で光シートの平面に交わる光軸を有する結像対物レンズによって、試料から出射される光を検知装置上に断面画像として結像させる。その際、試料の複数の断面画像を撮影し、少なくともそれら断面画像の一部について、撮影の合間に試料の回転および空間中での移動のうちの少なくとも一方を行う。撮影された断面画像は、続いて位置合わせされ、すなわち変換により共通の座標系に移される。続いて、これらは試料の立体画像データの第１のデータ群に融合される。
【０００２】
本発明は、さらに、試料の検査のための光学装置に関する。そうした装置は、なかんずく試料を収める試料支持具を含み、試料および試料支持具のうちの少なくとも一方が、回転軸周りで回転可能かつ移動可能に設置される。さらに装置は、第１の照射光源と第１の照射光路を有する、光シートで試料を照射するための第１の照射装置を含む。さらに加えて装置は、試料から出射される光を検知するための検知装置と、結像光路中の結像対物レンズによって試料を少なくとも部分的に検知装置上に結像させる結像光学系とを含み、試料を第１の照射装置によって照射することで検知される光を断面画像として検知し、ここにおいて、光シートは前記結像対物レンズの焦点にあり実質的に平面状であり、結像対物レンズは、零でない角度、好ましくは直角で光シートの平面に交わる光軸を有する。最後に、装置は、制御ユニットと解析ユニットとを含み、この制御ユニットは、試料の複数の断面画像を撮影でき、撮影の合間に試料の回転および移動を行うことができるように制御するように構成され、また解析ユニットは、撮影された断面画像を位置合わせして、立体画像データの第１のデータ群に融合するように構成されている。
【背景技術】
【０００３】
そのような方法または光学装置は、試料の観察に関して、とりわけ、選択的平面照明顕微鏡法とも呼ばれる単平面照明顕微鏡法（ＳＰＩＭ）と関連して適用できる。他方、共焦点レーザ走査顕微鏡法では、試料は複数の異なる深さの面で１点ずつ走査され、そこから試料の３次元の画像情報が得られるが、ＳＰＩＭ技術は、広視野顕微鏡法に基づいており、試料の３次元の画像表示を、試料の異なる平面での光学的切断に基礎を置いて実現する。
【０００４】
その際、ＳＰＩＭ技術の利点は、特に、画像収集が行われる速度が大きいこと、生物試料の退色がわずかであること、そして試料への焦点の侵入深さが大きいことである。
ＳＰＩＭ技術においては、原理的に、試料中に含まれるか、あるいは試料中に加えられるフルオロフォアがレーザ光で励起されるが、このときレーザ光はいわゆる光シートの形状にされるか、あるいは、実効的に、すなわち観察の期間中に光シートの形状を取るように試料に照射される。その際、試料の１つの奥行き面がその都度１枚の光シートで照射され、この照射により試料のこの平面内の画像が得られる。重要なのは、光シート平面にある要素が、検知装置の一部である検知器の平面に結像すること、すなわち光シート平面と検知器平面が共役していることである。検知器平面が検知光路の光軸に垂直である従来の顕微鏡構造では、光が検知される方向は、光が照射される平面に垂直あるいは少なくともほぼ垂直である。
【０００５】
ＳＰＩＭ技術は、例えば、シュテルツァーら（Ｓｔｅｌｚｅｒ  ｅｔ  ａｌ．），Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒ  ３１，１４７７（２００６）、シュテルツァーら（Ｓｔｅｌｚｅｒ  ｅｔ  ａｌ．），Ｓｃｉｅｎｃｅ  ３０５，１００７（２００４）、独国特許出願公開第１０２５７４２３Ａ１号明細書、および国際公開第２００４／０５３０５５８Ａ１号パンフレットに記述されている。
【０００６】
試料の立体的画像を得ることができる別の方法に、いわゆる光学投影断層撮影（ＯＰＴ）がある。この方法によれば、ＳＰＩＭ技術を用いる場合よりも厚い試料を検査することもでき、しかも広く行われている染色液による試料の染色を諦める必要がない。断層撮影装置は、実質的に、例えば光学顕微鏡である照射および結像システム、通常はＣＣＤカメラである検知装置、および撮影した画像を立体画像に融合する解析ユニットを有する。他の断層撮影方法と同様に、試料は回転され、様々な角度で多数の画像を撮影し、次いで、これらの画像から再構築法により全体像を作成しなければならない。撮影される画像が多ければ多いほど、正確性が増す。したがって、２つの画像間で、試料はほんのわずか、例えば角度１°だけ回される。試料は例えばＵＶ光や白色光である透過光で照射される。光源としては、光円錐が対象物に照射されるような適切な開き角を有する点状の光源が用いられる。また、光源からの光線が平行に試料に当てられる限り、光を広い面積に分散して出射する光源である面状光源が使用できる。これは、無限遠におかれた点光源に対応する。このとき試料は、近似的に垂直平行投影に相当して検知器に投影される。照射光路の光軸は、試料に当たるときに試料の回転軸に垂直に延びる。試料の回転軸に垂直な断面から出射される光は、結像光学系により、１列のＣＣＤ検知器に正確に結像する。しかし、試料全体が照射されるので、共焦点顕微鏡法と異なり、試料の全体が検知器に投影される。試料を通過する途中、光は吸収や散乱で弱められ、投影された試料の画像は、例えば従来からのＸ線像のような陰影画像に相当する。結像光学系の焦点域は、頂点が接触した二重円錐の形状を有する。焦点二重円錐は対称でなく、前半部は焦点深度の３分の１だけで、３分の２は後半部にあるので、焦点域は、通常は試料の中央に置かれず、光軸に沿って前半部にある。焦点を移動させることで、試料全体をこのようにして、よりピントの合った結像にできる。
【０００７】
他の確立した顕微鏡法に比べ、またＳＰＩＭ技術に比べ、ＯＰＴでは厚さがほぼ１５ｍｍまでの試料が捕捉される。観察は、明視野でも暗視野でも可能で、このため試料のフルオロフォア以外の染色液での染色も可能となる。しかしながら、解像度は共焦点顕微鏡法に劣る。
【０００８】
光学投影断層撮影法は、例えば、ジェー  シャープら（Ｊ．  Ｓｈａｒｐｅ  ｅｔ  ａｌ．），Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２９６，５４１（２００２）、国際公開第２００４／０２０９９６号パンフレット、および国際公開第２００４／０２０９９７Ａ１号パンフレットに記述されている。
【０００９】
しかし、ＯＰＴ技術に比べＳＰＩＭ技術は、光の散乱や吸収により起こされる影響を受けやすい。ＳＰＩＭ画像では、このアーティファクトにより例えば縞が出現する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、冒頭に記載した種類の方法および光学装置を、試料の立体的描出において前述の影響がより働きにくくなるように改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、冒頭に記載した種類の方法において、試料を、第２の照射装置によって、回転軸に実質的に垂直な透過光の中で照射し、結像対物レンズが、少なくとも試料の一部をほぼ中央で陰影画像として検知装置に投影し、試料の複数の陰影画像を撮影し、少なくともそれら陰影画像の一部について、撮影の合間に試料の回転および移動のうちの少なくとも一方を行うことで解決される。次いで、撮影された陰影画像から、逆投影アルゴリズムを用いて、試料の立体的画像データの第２のデータ群が構築される。
【００１２】
すなわち、本発明の方法は、実質的にＳＰＩＭ法とＯＰＴ法の両方の組合せであって、同一の試料に対して実施される。両方のケースにおいて、多かれ少なかれ揃ったデータ群を得るためには試料を回転しなければならないので、実質的に同じ構造が用いられるが、照射および結像調節のうちの少なくとも一方は、それぞれ選択された方法に適合される。ＯＰＴで得られたデータにより、ＳＰＩＭ画像中、すなわち第１のデータ群中のアーティファクトを容易に識別できる。これは、誤った解釈に陥るリスクを減らす。
【００１３】
また、両方の方法を、実質的に並行して実施することもできる。ＯＰＴデータ群を作成するためには、試料を１°以下の小さな幅で完全に３６０°回転させなければならないが、並進移動させてはならない。これに対し、ＳＰＩＭ法では、試料は、回転させないか、あるいは少数の位置にのみ回転させるだけだが、光学系が相応に移動されないときには、並進移動させなければならない。それぞれ９０°ずれた４つの角位置での撮影で通常充分である。それぞれの回転した角位置ごとに、回転軸に沿って様々な断面画像を撮影することが必須である。さもなければ、３次元画像をただ１つの断面に対してしか作成できないからである。もちろんこれも可能ではある。
【００１４】
上述した方法では、ＳＰＩＭ画像のアーティファクトは識別できるが、除去はできない。しかし、これも第１および第２のデータ群を位置合わせアルゴリズムを用いて立体的画像データの１つの共通のデータ群に融合することで可能となる。すなわち、第１のデータ群と第２のデータ群は、共通の座標系に変換され、これにより立体画像の描出において互いに重ね合わすことができる。さらに、例えば、解像度がより高いＳＰＩＭ撮影画像中のアーティファクトを、ＯＰＴ撮影のデータを用いて、計算により除去することも可能である。このとき、両方の方法を異なる照射波長で動作させることができることを利用できる。例えば、ＳＰＩＭ照射では試料中に含まれる染料からの蛍光を励起させることができ、ＯＰＴ照射は、赤外波長領域で行うことができる。この波長領域を選ぶと、光が容易に試料中に侵入でき、散乱損失が少ないという利点がある。次いで、そうして得られた第２のデータ群をＳＰＩＭ蛍光測定用の統一マーカチャネルとして用いることができる。もちろん、ＯＰＴ法でも試料を蛍光を励起する光で照射でき、例えばＳＰＩＭ法と同一の波長の光で照射できる。この場合は、同じ光源が使用できる。この場合、試料の退色はより強く、散乱損失も大きくなる可能性があるが、第２のデータ群は解像度は低いが整合性は高いので、第２のデータ群を使用して、試料の完全な画像を再構築することができる。
【００１５】
第２の照射装置によって、試料を例えば１つの光源で面状に照射することができる、すなわち出射面が例えば試料全体を捕捉できるほど大きい光源で照射できる。これは、投影画像を作るのに有利である。ある開き角のある、すなわち出射光円錐を有する点光源も、面状照射の代りに用いられ、これは中心投影であるので、点光源がどれだけ試料に近いかによって、陰影画像が実際の試料の大きさに比べ拡大されて投影される。これに対し、面状照射は、対象物まで無限遠に離れた点状光源をシミュレートしており、光線は平行に試料に当たり、中心投影の特殊形である平行投影として試料を検知装置に投影する。平行投影の場合、投影方向と検知面が互いに垂直なので、投影はさらに垂直投影となる。
【００１６】
しかしまた、第２の照射装置は、試料を点光源と共焦点関係で照射でき、この場合、点光源の光は好ましくは試料を１点ずつ走査する。投影により、光は例えばＣＣＤカメラの画素に記録され、これは光軸に平行に、光点の現在位置に対応する。このようにして、散乱によって生じる影響を完全にまたは少なくともほぼ完全に避けることができる。
【００１７】
この目的は、さらに、冒頭に記載した種類の光学装置に対して、光シートの平面に実質的に垂直であり、かつ回転軸に実質的に垂直な透過光の中で試料を照射する第２の照射光路を有する第２の照射装置を設け、第２の照射装置と結像光学系とを、少なくとも試料の一部を近似的に陰影画像として検知装置に投影するように相互に調整することで解決される。ここで、制御ユニットは、さらに、試料の複数の陰影画像が撮影され、この陰影画像の少なくとも一部について、撮影の合間に試料の回転および移動のうちの少なくとも一方が行われるように制御するように構成される。解析ユニットにおいては、逆投影アルゴリズムが実施され、これにより、撮影された陰影画像から試料の立体的画像データの第２のデータ群を構築できる。
【００１８】
この装置は特に上述の方法を実施するのに適している。試料の回転がＳＰＩＭ法でも（この場合必須ではない）、ＯＰＴ法でも必要とされるため、また第１の照射装置は、試料を検知軸の方向に実質的に垂直に照射し、これに対し、ＯＰＴ照射の第２の照射装置の光は、結像対物レンズの光軸に平行であるため、１つの共通のシステムに統合することは大変な作業も要さず大きな付加費用も必要とせず、例えばモジュールの追加の形で可能である。さらに、対応の逆投影アルゴリズムも実施しなければならない。
【００１９】
その際、第１の照射装置すなわちＳＰＩＭ照射用と、第２の照射装置すなわちＯＰＴ照射用とに異なる照射光源を使用できる、すなわち第２の照射光路に第２の照射光源を設けることができる。この場合、例えば第１の照射光源として、蛍光を励起できるレーザを、第２の照射光源として、白色光または赤外光を用いることができる。しかし、ＳＰＩＭとＯＰＴに同一の照射光源を用い、次いでビームスプリッタで適宜分割することも可能であり、かつ相応の使用が推奨される。さらにＳＰＩＭ観察とＯＰＴ観察とを、場合によっては同じ光源を用いて、同時に実施することも可能である。レーザを第１の照射光源として用いる場合は、レーザ光を試料に通すことで作業時間中に効果的に光シートを形成することができる。
【００２０】
この光学装置の好ましい一形態として、第２の照射光源を点光源として構成する。その際、一方では、この点光源は、ある開いた円錐を有し、試料を完全に照射し、これを検知装置上に中心投影するように構成することができる。また他方では、点光源を共焦点をなすように構成し、試料の１点だけが照射されるようにもできる。この場合は、好ましくは点光源で試料を格子状に走査する手段も備えられる。
【００２１】
光学装置の別の好ましい形態として、第２の照射光源を面状光源として構成する。試料はこれにより平行かつ垂直に検知装置に投影される。この場合、この照射光源は、例えば白色ＬＥＤのアレイとして構成することができる。また、励起光を用いて、これをディフューザの利用で散乱させることも考えられる。
【００２２】
好ましくは、結像光学系は、瞳面に好ましくは回転絞り板あるいはアイリス絞りを含む焦点深度を調節する手段を有する。これは特に、大きな開口数を有し、焦点深度が浅い結像システムを用いる場合に有利である。また、ＳＰＩＭシステムでは、通常は０．２程度の小さな開口数で動作させるが、ＯＰＴシステムでは、０．１より小さい開口数で動作させると、焦点深度が、これにより大きくなるので、より有利である。また、基本的には、大きな開口数のレンズ・システムを用いることが、特にＳＰＩＭシステムでも可能である。しかし、ＳＰＩＭ測定からＯＰＴ測定に切り替えるとき、対物レンズを交換しなくて済むように（もちろん交換も例えば対物レンズをレボルバに組み込めば可能ではあるが）、回転絞り板あるいはアイリス絞りを使用することが適しており、これらを例えば照射をＳＰＩＭからＯＰＴへ、またはその逆に転換するとき相応に制御して、結像光学系をそれぞれの観察方法に適合させることができる。
【００２３】
本発明の非常に好ましい１実施形態として、解析ユニットでさらに位置合わせアルゴリズムを実施し、これにより第１および第２のデータ群を立体的画像データの１つの共通のデータ群に融合することができる。これにより、例えばＳＰＩＭ画像中のアーティファクトを識別するだけでなく、これを適宜修正することができる。両方の画像データ群が同じ座標系に変換されれば、これらを単純に重ね合わせて描出することももちろん可能である。
【００２４】
本発明は、以下に例示的実施形態を用いてより詳細に記述する。添付図面も、本発明の特徴を包含している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】試料の検査用の光学装置の基本構成を示す図。
【図２】面状に出射する光源による試料の照射の詳細図。
【図３】点状光源による試料の照射の詳細図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
最初に、図１に試料１の検査を行う光学装置の基本構成が示されている。試料１は、試料支持具２の中にある。試料１は例えばアガロースからなるゲル円柱中に埋入できる。試料支持具２は、好ましくは円筒容器を有し、この中にアガロース円柱が収められる。試料支持具２は、双方向矢印で示されているように、移動可能に、しかも３次元全方向に移動可能に設置されている。試料支持具２は、さらに円状の矢印で示されているように、回転軸周りで回転可能に設置されている。試料支持具２の代りに、試料１自身も回転可能かつ移動可能に設置できる。
【００２７】
この装置は、第１の照射光源３と、２枚のレンズ４および５で描かれた第１の照射光路とを有する第１の照射装置を含む。この第１の照射光路を通って、光は、第１の照射光源３から試料１に導かれる。このとき、この照射装置は、実質的に平面状であり、回転軸に実質的に平行に向けられた光シートで試料１を照射するように構成されている。
【００２８】
この装置は、さらに検知装置を有し、試料１から出射される光を検知する。この検知装置は、ここでは光を面状に検知するＣＣＤカメラ６で表されている。その際、このカメラは、ＣＣＤ検知器を持たなければならないわけではなく、ＣＭＯＳ検知器も使用可能であり、または光を画素ごとに、すなわち点ごとに検知できる他の検知器であってもよい。
【００２９】
さらに、この装置は、結像光路中の結像対物レンズ７を通して、試料１を少なくとも部分的に検知装置に結像させる結像光学系も有する。第１の照射装置は、これにより試料１をＳＰＩＭ分析の仕様に従って照射できるように構成されている。したがって、光シートは、結像対物レンズ７の焦点にあり、実質的に平面状であり、この結像対物レンズ７はさらに、零でない角度、好ましくは直角でこの光シートの平面に交わる光軸を有する。第１の照射装置によって試料１を照射することにより検出される光は、したがって断面画像として検知される。
【００３０】
最後に、この装置は、制御ユニット１０および解析ユニット１１も有し、この制御ユニット１０は、試料１の複数の断面画像を撮影でき、撮影の合間に試料１を回転および移動のうちの少なくとも一方を行うことができるように制御するように構成され、解析ユニット１１は、撮影された断面画像を位置合わせと位置決めにより、立体的画像データの第１のデータ群とするよう構成されている。
【００３１】
典型的なＳＰＩＭ分析においては、各角位置ごとに多数の断面画像が撮影され、２回の撮影間に、試料１は、回転されないが、回転軸に垂直に結像対物レンズ７の光軸に沿って移動される。最初のそうした一群の断面画像が作られたなら、試料１は、例えば９０°（当然のことながら、ＳＰＩＭ分析において他の任意の回転角度に調節することもできる）回転してから、次の一群の断面画像を撮影する。角度位置および移動における座標系での絶対位置は、制御ユニット１０によって調節され、各断面画像ごとに記録され、解析ユニット１１がこれにアクセスできる。解析ユニット１１において、断面画像の各群の位置合わせを行う、すなわち共通の座標系に変換する。続いて、これらは立体画像の第１のデータ群に融合される。
【００３２】
ＳＰＩＭ法での観察と分析に加えて、試料１は、ＯＰＴ法、すなわち光学投影断層撮影でも検査される。このために、この装置には、この光シートの平面に実質的に垂直であり、かつ回転軸に実質的に垂直な透過光の中で試料１を照射する、２枚のレンズ１２および１３で描かれる第２の照射光路を有する第２の照射装置が設けられる。ここで、第２の照射装置および結像光学系は、少なくともこの試料の一部をほぼ中央で陰影画像として検知装置、すなわちＣＣＤカメラ６に投影するように相互に調整されている。
【００３３】
この装置の第２の照射装置は、図１に示されるとおり、固有の第２の照射光源１４を有する。もちろん、用途と第１の照射光源３から出射される波長あるいは波長域が許すならば、第１の照射光源３の光を第２の照射光路の照射に利用することも可能である。このときは対応して例えばビームスプリッタを備えることができる。第２の照射光源１４は面状の光源として作り、試料全体を無限遠に離れた点光源からの光であるような平行光線で照射することが可能である。中心投影の特別な場合として、試料１は平行かつ垂直に検知装置に投影される。別の形態では、第２の照射光源１４は点光源として構成することもできる。これによれば、試料１または少なくともその一部は拡大されてＣＣＤカメラ６に結像される。
【００３４】
このとき、制御ユニット１０は、この試料１の複数の陰影画像が撮影され、少なくともこの陰影画像の一部について、撮影の合間に試料１の回転および移動のうちの少なくとも一方が行われるように制御するように構成されている。解析ユニット１１において、さらに逆投影アルゴリズムが実施され、これにより撮影された陰影画像からこの試料の立体的画像データの第２のデータ群を構築できる。
【００３５】
このＳＰＩＭ法とＯＰＴ法の組合せの利点は、試料の検査において正確な結果が得られることにある。例えば、光を強く吸収または散乱する試料１中の領域は、ＳＰＩＭ画像において縞として認められるようになる。ＯＰＴによって得られた画像は解像度がより低いが、ＳＰＩＭ分析の場合のように少ない角度でだけでなく、多くの角度で撮影される。例えば、試料１は、２枚の陰影画像の撮影の間で、１°未満の角度だけ回転される。ＯＰＴ画像を分析することで、上述のアーティファクトを容易に見分けることができる。
【００３６】
さらに、解析ユニット１１において、位置合わせアルゴリズムを実行することもでき、これにより第１と第２のデータ群を立体的画像データの１つの共通のデータ群に融合させることが可能である。このようにして、両方の画像を比較することを省略することができる。なぜなら、両方の検査の結果をただ１つの画像データ群に含め、これを斜視図、立体図として画像スクリーン上に描写させることができるからである。これに代り、あるいは補完して、ＯＰＴ画像データ群のデータをＳＰＩＭデータ群のデータの修正のために使用することもできる。
【００３７】
図２には、図１の装置が部分的に詳しく描かれている。第２の照射光源１４として、ここでは面光源１５があり、これにより無限遠に離れた点光源がシミュレートできる。明瞭性のため、レンズ１２および１３の描出は省略されており、同様に、下から光が光シートとして試料１に導かれる第１の照射装置の描出も省略されている。この光シート自体は、試料１を横切る黒棒として描かれている。解析ユニット１１と制御ユニット１０も描出を省略されている。この結像対物レンズ７は通常開口数が小さく、焦点の侵入深さは試料の大きさに合わされる。大きな開口数と小さな焦点深度を有する結像対物レンズ７を用いる場合は、瞳面に回転絞り板あるいはアイリス絞り１６を置くことで、開口数を小さくし、焦点深度を改善することができる。このようにして、検知器の有効寸法を変え、検知される散乱光の割合を制御できる。
【００３８】
あるいは、図３に示されるように、試料は点光源１７によってでも、照射することができる。このとき、これは、従来の中心投影となる。この点光源は、開き角と試料１への共焦点結像を対応して準備することで、試料１を点ごとに走査して１枚の画像を作成するためにも使用することができる。光軸に垂直な点光源の現在位置に対応するＣＣＤカメラ６の位置の光だけが検知されるので、この画像には散乱光がほとんど影響しない。この場合、例えばＯＰＴ系でまさに照射されている対応位置で、ＳＰＩＭ画像を撮影することで、このＳＰＩＭデータを用いてＯＰＴ再構築を改善することもできる。この共焦点ＯＰＴ走査法は、ＳＰＩＭ撮影における蛍光の散乱を推定し、また、結局、縞状のアーティファクトを修正するのにも使用でき、その際、例えば両方の画像データ群を上述のように結合させる。
【００３９】
さらに、点光源１７による照射の利点は、結像対物レンズ７の開口数を大きくすることができることである。これにより、照射強度を低く抑えることができるので、試料１を照射したときに生じ得る障害を減らすことができる。さらに、レーザ・モジュールにガラス繊維がつながり、その先端から光をほとんど点状に出射する市販品を光源として使用できる。更に、点光源１７と試料１の間に追加の絞りを置くこともでき、例えば試料１の特に興味のある範囲に検査を限定し、試料１の他の部分を傷つけないようにできる。
【符号の説明】
【００４０】
１  試料
２  試料支持具
３  第１の照射光源
４、５  レンズ
６  ＣＣＤカメラ
７  結像対物レンズ
８、９  レンズ
１０  制御ユニット
１１  解析ユニット
１２、１３  レンズ
１４  第２の照射光源
１５  面光源
１６  アイリス絞り
１７  点光源
【図１】
0005599314.tif 000002
【図２】
0005599314.tif 000003
【図３】
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